BIM技術在智慧管廊平臺的應用研究★

李應來 潘 竹

(合肥市綜合管廊投資運營有限公司，安徽 合肥 230091)

城市綜合管廊通過設置建造一個隧道空間容納多類公用類管線集中于一體的隧道空間，是城市運營的重要基礎設施。城市綜合管廊實施統一規劃、設計、建設和管理，徹底改變以往各個管道各自建設、各自管理的零亂局面。借助BIM技術，結合物聯網、移動互聯、大數據、云計算等信息化手段，實現工程項目管理由傳統的經驗管理向科學管理、流程化管理轉變是未來城市綜合管廊工程建設的趨勢。合肥某市綜合管廊工程將電力、通信、燃氣、供熱等納入管廊，在建設與運行管理中，BIM技術有初步應用。本文針對BIM技術與管廊相結合來對智慧管廊平臺進行研究。

1 傳統施工現場的管理

由于大多數建筑施工現場環境偏遠，人員流動，環境復雜，施工現場的管理過多的依賴項目管理部。在多工種作業的情況下，工程整體管理復雜，這導致現有傳統工程管理模式困難，容易出錯。材料的用量，設備的管理，安全的隱患，施工進度的調整以及現場的管控監制等等，管理方法和手段的落后，會直接導致企業發展的不利，沒法保證企業經濟效益的增長。對于現代施工企業來說，工地現場的各種管控存在一定的局限性，管理效率變低。施工現場的傳統管理方式無法滿足現階段的發展模式，因此結合工地碎片化管理，采用智慧管理平臺，使施工工地與BIM信息化相結合，形成一個全新整體化管理模式，及時的提供更科學有效的信息資源。

2 BIM與施工技術結合的優勢

2.1 實行全周期綠色施工

近年來，在工程建設中施工階段對環境的污染受到極大的重視，因此在工程施工中采取有效的措施是十分有必要的，通過BIM技術平臺，針對施工現場設置全天候實施監測粉塵、噪聲等等，減少傳統工程施工過程中污染環境的漏洞，做到真正意義上的綠色施工。

2.2 全周期施工更協調

工作中會出現溝通不到位的情況，存在一些矛盾。BIM技術的運用不僅可以模擬項目工程模型，解決模型的碰撞等問題，還可以對產生的一些極端情況做出預測，提前作出方案，減少工程中的不確定性，提升工程效益。

2.3 減少資源浪費

通過BIM技術選擇合理施工技術、施工方案以及施工設備，在選取各種構配件中，能夠詳細的展示工程中的各項信息，最大程度考慮節約成本，提高資源的利用率。BIM技術還可以分析工程項目之間的關聯條件，借助處理數據，做出最優化更新和調整，使其更具有適用性，進而減少資源的浪費。

2.4 集中管理了各類管線

BIM技術的使用讓各專業人員可以很好積極的溝通交流，做出統一的管理改造方案，對管廊的建設實施一次性施工，提高了管理效率，也讓城市地下空間資源得到了合理的利用。

3 智慧管廊平臺系統分析

本文以合肥市新站高新區某項目為例，施工現場環境復雜，人員密集。這使得從安全、環境、材料、機械設備、技術人員、工程質量、工程進度等方面的施工現場管理十分困難。本地下綜合管廊建設可視化管理平臺基于BIM技術實行管廊施工智慧工地化管理。對人、機、料、環境進行可視化、科學化以及精細化管理，最大程度的提高了工作效率，為人員的組織協調，項目的信息共享、目標的決策提供了有效的手段。

3.1 監控與報警系統

現場管理包括管廊內監控與報警系統的設備信息采集、報警、監控。其中主要包括環境與設備監控系統、可燃氣體探測監控系統(見圖1)、火災監測和報警系統、廊體結構監測、入廊管線監測、視頻監控等。當管線發生事故時，及時發現事故并告警，縮小事故范圍、保護其他正常運行管線不受影響。同時綜合管廊內定期會有專業人員對管廊進行巡檢、維修，因此為人員創造合適的環境需要對管廊內環境進行實時監測報警。

環境與設備監控系統：綜合管廊內環境監測設備將實時檢測到的管廊內環境數據如溫度、濕度、H2S、集水坑水位等通過通信鏈路傳輸到監控中心，中心系統對該部分數據進行存儲。

可燃氣體探測監控：能在平臺顯示各類氣體傳感器的工作狀態、實時監測數值，當可燃氣體的濃度達到一定值時，及時進行提醒，并發出報警信號，確保工作人員的安全。

火災監測和報警系統：火災報警系統能夠接收火災監測信號或者手動火災報警按鈕的報警信號，在綜合管廊內部及監控中心進行聲光報警。

廊體結構監測：結構安全監測系統主要通過在管廊結構體上布設傳感器，監測管廊沉降情況、水平位移情況、管片收斂情況和滲漏情況等。在與傳感器的供應商協商的基礎上，將傳感器信息傳送至標準數據載體(文件或數據)，通過標準結構從這些專業系統中獲取監測數據。

入廊管線監測：入廊管線狀態監測以數據接口形式獲取對應入廊管線專業監測系統提供的監測數據，以圖形化的方式顯示入廊管線的運行狀態并提供報表分析功能，便于運營單位掌握入廊管線的實時運行情況。

3.2 場景管理

二維、三維場景集成管理。

用戶在系統上基于管廊地圖可在管廊上顯示展示信息(見圖2)，在具體的目標管廊中可以直觀的看到該目段的三維結構圖(見圖3)，也可以根據需求對全場景對象進行BIM模型屬性、要素的索引，迅速定位到該設備的對應位置。通過管廊三維模型展示，將管廊大量復雜的數據通過圖像的方式表達出來，更直觀、更方便工作人員查看和利用這些有效數據，清晰易讀、便于操作分析，同時也能為管理人員提供有效的參考。

3.3 進度管理

進度管理通過初始計劃配置，在智慧平臺上導入進度狀態、建造的類型，建造開始結束的時間以及計價總量。管廊施工的進度控制管理是通過不斷對項目進度進行規劃、檢查、審核、執行達到動態循環的一個過程。傳統的項目施工計劃進度表，容易出現丟失信息、信息錯亂等一些問題，通過各專業人員每天現場巡查收集實際情況及數據，然后利用工具進行數據整合，最后以進度報表的方式展現出施工進度以及一些偏差的計算結果。這種根據人工測量和報表記錄的管理方式，主要以個人經驗主意為主，工作計算量大，容易出錯，很難對施工進度管理進行精準的把握。在依據BIM技術智慧管廊平臺系統中施工進度管理可以借助無人機等技術手段對管廊施工現場進行拍攝記錄，經過處理，確定出該管廊工程的施工情況，導入BIM模型，模型中包括了工程項目結構材料屬性、進度計劃的時間段以及工序狀態。把實際施工進度數據與工程項目中各部位模型相對應和關聯，通過平臺可視化的展示、施工模擬、實施狀態的錄入等與實際情況的對比，對施工進度進行動態的監測管理。通過不斷的讓實際施工與計劃施工進度相調整并進行偏差分析這種優化模式，動態的進行所在工序的調整，更新實際有效的控制施工進度，保證項目按時完成。

3.4 監理管理

監理管理主要包括監理會議、監理報告、日常巡檢。監理報告為監理的主要工作內容，分為進度日報、周報、月報。報告包括時間、內容、參會人員等信息。傳統的項目監理存在一定的局限性，缺少有效的管理和人員的溝通，這直接降低了工作效率，對于現場的管理是十分不利的。因此在該平臺中監理可以發布書面通知、召開專題監理例會并永久記錄，這使得全部監理工作更規范化、標準化，如果在施工現場發生不符合規格的操作，監理能在日常巡檢功能中上報關于需要整改的工程內容，以及指出需要整改的問題。通過平臺的信息共享，管理人員可以及時獲取并及時找到問題所在的位置，督促工人改正。之后在平臺巡檢整改功能中提交已整改完成的對應工程內容。這很好的使信息暢通，實現了遠程協同工作，最大程度解決了過程監控的不到位等問題。日常巡檢管理主要包括巡檢人員管理、巡檢計劃管理、巡檢作業查詢、巡檢人員考核、巡檢日歷視圖等功能(見圖4～圖6)。管理人員根據管廊養護特點制定巡檢計劃，并配置若干條常規巡檢路線，進而可為每一個巡檢計劃安排人員。負責巡檢的工作人員攜移動設備按規劃線路到現場根據巡檢計劃對綜合管廊內的管線、線纜、設備等進行巡檢，并通過移動客戶端填寫巡檢記錄，上報異常情況。

3.5 安全管理

近年來雖然企業對于安全管理的問題越來越重視，但是每年發生工程事故的問題不在少數。一是過多的依賴于管理人員的現場巡查方式，管理人員的疏忽或者施工現場的管理沒有到位。二是工人流動性較大，安全培訓易遺漏，培訓效果不佳。這些都是直接導致工程事故發生的原因。施工人員的安全管理和安全意識，往往暴露著一個工程的安全生產責任沒有落實到位。本可視化平臺通過上傳編制安全方案，積極的組織安全培訓，對于每一次的安全培訓都詳細的記錄在平臺，包括：主題、時間、地點、培訓紀要。專業人員還可以編制應急預案配置載入平臺，根據風險類型，及時的采取不同的應急預案。配合動態視頻監管，施工人員可以進行實時的安全檢查，確保工人的安全。

3.6 分析評價管理

分析評價是系統的核心模塊之一，分析評價包含兩個方面的功能：一是對于管廊養護單位的評估，二是面向管理部門的分析評價，在積累大量的數據，進一步對數據的深度挖掘，得到開展對管廊管理有利的信息和結論，帶動并提升了管理水平(見圖7)。分析評價管理主要包含以下功能：數據統計，數據查詢，數據分析，績效評估。

4 結語

合肥綜合管廊工程將電力、通信、燃氣、供熱等納入管廊，在建設與運行管理中，BIM技術有初步應用。項目數據建立相應數據庫，通過查詢、調用、管理等模塊實現數據資源共享。同時，BIM建模技術在建設階段應用較為廣泛，有效增強了建設項目“可視化”功能。但是，對于全壽命周期的項目數據集成運用及實時共享還是存在一定難度的，缺乏一個完整的信息管理系統，所以存在易產生信息孤島、管理效率低下以及資源協調能力不足等弊端。雖然工程項目管理的信息化建設過程中，推出了一些信息管理系統，但這些信息管理系統只針對單一系統提供相對完善的信息管理功能，僅能符合單一系統的實際施工管理需要。因此借助BIM技術，結合物聯網、移動互聯、大數據、云計算等信息化手段，探索符合實際的項目管理方式，以先進的管理理念和方法為指導，建立各管理層級、各部門、全員實時參與、信息共享、相互協作的一體化智慧管廊管理平臺，通過可視化管理平臺精準化的輔助，決策人員可以快速且準確的發現問題所在，及時控制危險，減小損失，實現工程項目管理由傳統的經驗管理向科學管理、流程化管理轉變是未來城市綜合管廊工程建設的趨勢。